Ім'я файлу: Розділ 2 Інфекція (19-59 стр.)129843039.doc
Розширення: doc
Розмір: 233кб.
Дата: 10.06.2020
скачати
Розширення: doc
Розмір: 233кб.
Дата: 10.06.2020
скачати
Нейрамінідаза – є глікозидазою, відщеплює сіалову (нейрамінову) кислоту від глікопротеїнів на поверхні клітин ссавців. Це викликає спадання електричного потенціалу клітин, порушення функцій мембран та їх руйнування аж до лізису клітин. Нейрамінідаза викликає гемоліз еритроцитів, лізис інших клітин крові, знижує в’язкість муцинів слини, чим сприяє проникненню інфекції через слизові оболонки верхніх дихальних шляхів, шлунково-кишкового тракту, сечо-статевих шляхів. За допомогою нейрамінідази збудники можуть не тільки проникати крізь слизові оболонки, але й поширюватись у міжклітинному просторі і навіть проникати усередину клітин (пенетрація). Нейрамінідази виявляються у вірусів (грипу, парагрипу та ін.), дифтерійної палички, стрептококів групи А, холерного вібріона, мікоплазм.
Фібринолізини – різноманітна група протеолітичних ферментів. Вони викликають руйнування фібринових згустків, які утворилися в процесі запалення, і тим самим, сприяють поширенню інфекції у крові. Найбільш вивченим мікробним фібринолізином є стрептокіназа Streptococcuspyogenes. Вона гідролізує плазміноген (профібринолізин) з утворенням плазміна (фібринолізина). Фібринолізини виробляються також стафілококами, збудниками чуми, холери, дифтерії та іншими мікроорганізмами. З мікробних фібринолізинів виготовляють препарати (стрептокіназа та ін.), які використовуються в медицині для профілактики тромбозів, інсультів, інфаркту міокарда.
Гемолізини – різноманітні за властивостями і механізмом дії ферменти. Вони можуть руйнувати строму еритроцитів, викликати їх лізис, гідроліз внутрішньоклітинних білків і вихід гемоглобіну з клітин, що виявляється як реакція “лакової крові” (β-гемоліз) або зеленкуватий гемоліз (α-гемоліз). Серед гемолізинів найбільш вивчені лецитіназа клостридій, О- і S-стрептолізини стрептококу, гемолізини кишкової палички, стафілококів. У останніх виявлені чотири типи гемолізинів – α-, β-, γ- і δ-гемолізини. Здатність утворювати гемолізини у бактерій, як правило, обумовлена наявністю плазмід. Деякі вчені відносять гемолізини і фібринолізини бактерій до токсинів.
Лейкоцидини – ферменти, які вибірково діють на лейкоцити, руйнуючи їх. За рядом ознак лейкоцидини можуть бути віднесені до токсинів. Зустрічаються у патогенних стафілококів і стрептококів. За антигенними властивостями вони відрізняються від гемолізинів.
Колагенази – протеолітичні ферменти патогенних бактерій, які розщеплюють колагенові волокна. Це супроводжується руйнуванням м’язової тканини і проникненням мікробів усередину тканин. Дуже активна колагеназа виявлена у Clostridiumperfringens.Вона викликає некротизацію тканин по ходу проникнення збудника і швидке поширення гангрени.
Плазмокоагулази – ферменти, що коагулюють білки плазми крові з утворенням згустків, тим самим блокуючи міграцію антитіл і фагоцитів до місця запалення. Найбільш вивчений цей фермент у Staphylococcus aureus. Плазмокоагулаза є головним фактором патогенності стафілокока, оскільки захищає мікроб від фагоцитоза. Вона перетворює протромбін у тромбін, що, у свою чергу, веде до згортання фібрина. Згустки фібрина з’являються не тільки у крові, але й відкладаються на поверхні мікробних клітин, утворючи своєрідну захисну плівку. Це утруднює розпізнавання мікробів лімфоцитами та блокує їх фагоцитоз і лізис.
Еластази – ферменти з протеолітичною активністю, які гідролізують пептидні зв’язки в еластині та інших білках – фібрині, гемоглобіні, казеїні, імуноглобулінах, білках системи комплементу. Еластази виявлені у Pseudomonasaeruginosa та у деяких інших мікробів.
Протеїнази – неспецифічні фактори агресії. Уражують різні клітини крові та тканин, можуть проявляти невелику гемолітичну та лейкоцидну активність. У деяких мікроорганізмів (Neisseriasp., Streptococcussanguis) протеїнази можуть розщепляти секреторні IgA, у інших бактерій вони запобігають опсонізації та фагоцитозу.
Кератинази – уражають кістки, волося, ороговілі частини стоп, вовну тварин. Ферменти з подібною активністю зустрічається у грибів-дерматофітів.
Ліпази – ферменти, які розщеплюють жири та фосфоліпіди. Вони полегшують адгезію і поширення мікробів у тканинах, руйнують сальні пробки і тим сприяють проникненню бактерій у волосяні фолікули. Ліпази, які підтримуюють прояви патогенності, знайдені у стафілококів.
ІІІ. Антигенність – здатність мікроорганізмів утворювати на поверхні клітини антигенні структури, які обумовлюють патогенні властивості мікроорганізма. Ці антигени, з одного боку, розпізнаються імунною системою як чужерідні, а з іншого боку, здатні пригнічувати дію факторів імунної системи, наприклад, протидіяти фагоцитозу, блокувати комплемент і, тим самим, процеси лізису бактерій, зв'язувати антитіла з утворенням імунних комплексів, блокувати реакцію опсонізації та інше. Однак не всі автори включають антигенність до групи факторів патогенності.
З проявом вірулентності у мікроорганізмів пов'язані К-антигени (капсульні), О-антигени – соматичні (переважно ліпополісахариди у грамнегативних бактерій), Н-антигени (джгутикові). Специфічним антигеном, що обумовлює вірулентність у сальмонел і дизентерієподібних кишкових паличок, є Vi-антиген; у Yersіnia pestis – W- і V-антигени; у Mycobacterium tuberculosis –ліпідний корд-фактор; у стрептококів – М-протеїн; у стафілококів – білок А; у вірусу грипа – гемаглютинін і нейрамінідаза.
ІV. Токсигенність. Вірулентність багатьох мікроорганізмів у значній мірі пов’язана з наявністю у них речовин - токсинів, які є отруйними для організму хазяїна. З 1888 р., коли Е. Ру та А. Ієрсен відкрили дифтерійний токсин, мікробні токсини більшістю вчених визнані основними факторами вірулентності патогенних мікроорганізмів. Токсини змінюють метаболізм хазяїна і справляють тим самим негативний вплив на макроорганізм.
Токсигенність (від грец.Toxicon – отрута) – це генетично детермінована здатність мікроорганізмів синтезувати токсини. Рівень токсигенності у різних штамів одного й того ж виду мікроорганізмів може суттєво розрізнятися. Він залежить, як від особливостей збудника, і перш за все, від рівня експресії генів токсиноутворення, так і від умов, які складаються в організмі хворого. Для позначення кількісного рівня токсигенності введене поняття токсичності. Токсичність – це безпосередня отруйність мікробних метаболітів. Для її визначення використовують ті ж показники, що і для виміру вірулентності, а саме – DLM, LD50 та інші.
В якості токсинів можуть виступати речовини різної хімічної природи – екстрацелюлярні білки, ферменти, глікопротеїни, ліпополісахариди, фрагменти пептидоглікану, тейхоєві кислоти, білки клітинної стінки (протеїн А стафілокока).
У бактерій в залежності від ступеня зв’язування з оболонками клітини розрізняють екзо-, мезо- та ендотоксини. Екзотоксини секретуються клітиною у зовнішнє середовище. Ендотоксини входять до складу клітинної стінки бактерій і вивільняються тільки після руйнування клітини. Деякі автори виділяють ще одну групу токсинів – мезотоксини. Вони зв’язані з клітинною стінкою, але частково можуть виділятися зовні.
Екзотоксини
Екзотоксини – позаклітинні метаболіти білкової природи. Хоча у різних мікроорганізмів екзотоксини значно розрізняються за молекулярною масою, структурою, фізико-хімічними властивостями і механізмом дії, можна відзначити і загальні риси у токсинів різного походження. Розглянемо їх (табл. 2.3). У більшості мікроорганізмів екзотоксини термолабільні, за винятком ботулінічного екзотоксину, ентеротоксину Staphylococcus aureus, токсину кишкової палички, які здатні зберігати біологічну активність навіть при кіп’ятінні. Більшість білкових екзотоксинів руйнується під дією травних ферментів.
Екзотоксини володіють високою антигенністю та імуногенністю і здатні індукувати синтез антитоксичних антитіл в організмі інфікованого. Під впливом формаліну екзотоксини перетворюються в послаблені токсини - анатоксини, які втрачають токсичність, але зберігають імуногенність. Анатоксини широко використовуються в медичній практиці для імунопрофілактики дифтерії, правця, гангрени та інших захворювань, патогенез яких визначається виробкою токсинів.
Токсичний ефект екзотоксинів виявляється через певний інкубаційний період, незалежно від дози токсину. Вони відрізняються дуже високим ступенем отруйності, яка у сотні і навіть мільйони разів може перевищувати отруйність стрихніну. Їх дія високоспецифічна завдяки вибірковості зв’язування із специфічними рецепторами на клітинах-мішенях певних тканин. Це обумовлює той чи інший механізм дії та характерну клінічну картину захворювання.
Екзотоксини можуть справляти різну дію на організм і окремі тканини: ентеротоксичну, нейротоксичну, гемолітичну, лейкоцидну, дерматонекротичну, гістотоксичну, ексфоліантну і летальну. Причому один мікроорганізм, як правило, виробляє декілька токсинів з різною дією.
Стосовно мішеней та механізму дії розрізняють наступні групи екзотоксинів:
цитотоксини (інгібують білковий синтез);
мембранотоксини (пошкоджують клітинні мембрани);
активатори шляхів метаболізма, що контролюються вторинними месенджерами;
функціональні блокатори (інгібують вивільнення нейромедіаторів);
активатори імунної відповіді макроорганізма.
Цитотоксини пригнічують синтез білку, блокуючи субчастки рибосом, пептидилтрансферазу та білкові фактори, що приймають участь в елонгації поліпептидного ланцюгу. До цитотоксинів належать гістотоксин Corynebacterium diphtheriae, токсин Шига (у E.coli і Shigella dysentheriae), екзотоксин А Pseudomonas aeruginosa, а також дермонекротоксини і токсини з ентеропатогенною дією.
Мембранотоксини проявляють токсичну дію у відношенні цитоплазматичної мембрани або окремих її компонентів (холестерина, глікофорина). Деякі мембранотоксини здатні вбудовуватись у мембрану клітин і утворювати в ній пору, через яку у клітину проникає вода. Це спричиняє лізис клітин і вихід у міжклітинний простір медіаторів запалення. Мембранотоксинами є гемолізини і лейкоцидіни, які руйнують еритроцити і лейкоцити. До цієї групи токсинів відносять гемолізин E.coli, O-перфринголізинClostridiumperfringens, α-токсин Staphylococcusaureus, пневмолізинStreptococcuspneumoniae, О-стрептолізинS. pyogenes.
Активатори шляхів метаболізма здатні зв’язуватись з вторинними месенджерами та активувати їх. Так, ентеротоксини кишкової палички та інших ентеробактерій активують аденілатциклазу, внаслідок чого підвищується проникність стінки тонкого кишечника і розвивається діарея. Активаторами вторинних месенджерів (АТФ, G-білка, Rho G-білка та ін.) є також екзотоксин Bacillusanthracis, дермонекротичний токсин Bordetellapertussis, екзотоксини Clostridiumbotulinum i C.difficule, холерний токсин Vibriocholerae.
Функціональні блокатори інгібують вивільнення медіаторів і тим самим блокують ті чи інші системи організму. Наприклад, екзотоксини збудників сибірки та чуми інактивують аденілатциклазу, що веде до зниження рівня ц-АМФ і блокуванню деяких шляхів метаболізму. До функціональних блокаторів належать і нейротоксини клостридій – тетаноспазмін і ботулінічний токсин, які блокують передачу нервових імпульсів.
Активатори імунної відповіді макроорганізма. До цієї групи відносять бактеріальні токсини, які безпосередньо можуть діяти на Т-лімфоцити та антигенпрезентуючі клітини імунної системи (макрофаги, дендрині клітини та ін.) Найбільш типовими представниками цієї групи токсинів є суперантигени патогенних штамів золотистого стафілокока та піогенного стрептокока, такі як ентеротоксини, ексфоліатини та еритрогеніни. Вони порушують взаємодію одних клітин з іншими та з міжклітинними речовинами.
Мішенню дії ексфоліатинів А і В Staphylococcusaureus є рецептори Т-клітин. Неспецифічна активація цих рецепторів веде до розвитку патологічних процесів у шкірі та обумовлює розвиток синдрома “ошпареної шкіри”. Цей синдром супроводжується характерним формуванням великих очагів еритеми з наступним утворенням великих пухирів (як при термічних опіках) та ерозивних ділянок.
Еритрогенні токсини Streptococcuspyogenes виробляються штамами, що викликають скарлатину. Володіють пірогенним ефектом (внаслідок безпосередньої дії на гіпоталамус) і за рахунок впливу на імунну систему ведуть до появи червоних висипок на шкірі. Еритрогеніни стрептокока також проявляють суперантигенні властивості, справляють мітогенну дію на Т-лімфоцити, стимулюють секрецію макрофагами интерлейкіна-1 і фактора некроза пухлин, які є медіаторами септичного шоку.
види екзотоксинів:
Дифтерійний екзотоксин Corynebacteriumdiphtheriae( М. м. 62-63 кДа) – здатний у процесі протеолізу поділятися на два фрагменти А и В. В-фрагмент зв'язується з мембраною клітини хазяїна, тут же відбувається відділення його від фрагмента А. Останній проникає всередину клітини. Дифтерійний токсин інгибує біосинтез білка, блокуючи аміноацил-т-РНК-синтетазу, пептиділтрансферазу, фактор елонгації EF-2.
Дифтерійний токсин має нейротоксичну, дерматонекротичну дію і летальний ефект. Уражує м’язи серця, нирки, надниркові залози, викликає некроз епітелію.
Екзотоксини Clostridium botulinum (М. м. 150 кДа) відрізняються найбільшою отруйною силою. 1 мл культуральної рідини C. botulinum містить 1 млн DLM для морської свинки. Комплекс ботулінічних токсинів містить близько 10 компонентів. Це – різні ферменти агресії. Вони мають гемолітичну, гемаглютинуючу активність, нейротоксичну дію та ін.. У прояві вірулентності найбільше значення мають нейротоксини – BoNT, серед яких виділяють серотипи A, B, C, D, E, F, G. Ці токсини незначно розрізняються набором амінокислот і складаються з важкого (100 кД) і легкого ланцюгів (50 кД), з’єднаних дисульфідним зв’язком. Всі вони володіють протеолітичною активністю, яка залежить від наявності іонів цинку. Зв’язуючись з рецепторами на пресинаптичній мембрані моторних нейронів і викликаючі їх протеоліз, BoNT інгібують вивільнення і передачу ацетилхоліна – медіатора нервових імпульсів. Це призводить до паралічу нервової системи, викликає дисфагію внаслідок паралічу дихальної мускулатури і смерть. Токсини термостабільні і здатні переносити навіть кип’ятіння без втрати біологічної активності. Гени нейротоксинів можуть бути локалізовані у плазмідах або переноситись бактеріофагами.
Правцевий екзотоксин Clostridiumtetani(М. м. 150 кДа) – TeNT – за структурою, ферментативною активністю (залежність від цинку) й іншими властивостями має багато спільних рис з BoNT. TeNT викликає судороги, спазм м’язової мускулатури, уражуючи рухові нейрони спинного мозку. У цьому білку високий вміст аспарагінової кислоти. Найбільш виражена нейротоксична дія.
Токсин Clostridium perfringens (подібний токсин виявляється у C. difficule) справляє різноманітні ефекти: викликає лізис лейкоцитів, порушує відновні процеси в клітині, завдяки ферментам інвазії – гіалуронідазі і плазмокоагулазі – швидко поширюється в тканинах.
Ентеротоксин Vibrio cholerae – вивчений менше, ніж токсини дифтерії і клостридій, викликає ентерит, підвищує проникність судин, індукує розщеплення ліпідів, порушує всмоктування речовин у товстій кишці, підвищує вміст цАМФ. Викликає діарею та ацидоз.
Екзотоксин Bacillus anthracis має летальну, набрякоутворюючу, дерматонекротичну дію і протективні властивості (викликає утворення захисних антитіл, що здатні нейтралізувати збудника у вільному та зв'язаному з клітиною стані).
Екзотоксин Yersiniapestis – вивчений мало, містить 18 амінокислот. Основна дія – гальмує дихальну активність мітохондрій.
Екзотоксини можуть виділятися також мікроорганізмами, для яких більш характерна дія эндотоксинов: так, стафілококи і стрептококи виділяють відповідно гемолізин і О-стрептолізин, а також лейкоцидини і лейкотоксини. Лейкоцидини руйнують лейкоцити, лейкотоксини отруюють.
Екзотоксини Staphylococcusaureusвідрізняються механізмом дії. Серед них найбільш вивчені альфа-токсин, ентеротоксин (викликає харчові інтоксикації і діарею), токсин синдрома “ошпареної шкіри”, токсин синдрома токсичного шока. Всі токсини, окрім альфа-токсина, є суперантигенами.
Альфа-токсин може розглядатися як прототип пороутворюючих токсинів. На поверхні плазматичної мембрани клітини-мішені 7 протомерів токсина утворюють грибоподібний гептамер. Два верхніх домени кожного протомера формують “шляпку” і “край”, які розташовані над мембраною, нижній домен – “ніжка” – слугує трансмембранним каналом. Через нього, як через пору, у клітину входить вода, низькомолекулярні речовини, що веде до набухання клітини і її осмотичному лізису. Альфа-токсин проявляє цитолітичну активність у відношенні клітин різних типів, зокрема, моноцитів, лімфоцитів, еритроцитів, тромбоцитів, ендотеліоцитів. В результаті лізису вивільнюються цитокіни і медіатори запалення, активуються ендонуклеази, підвищується екзоцитоз тромбоцитів. Все це зумовлює розвиток патологічних наслідків.
Одним з важливіших факторів патогенності S. aureusє TSST-1 – термостабільний стафілококовий токсин, який має властивості суперантигена і є ключовим у розвитку синдрома стафілококового токсичного шока, а також синдрома Кавасаки, який супроводжується розвитком придбаних вад серця у дітей в США.Завдяки активації Т-лімфоцитів TSST-1-продукуючі штами стафілококів викликають у хворих гіпотензію, високу температуру, дифузний еритематозний висип, які є характерними рисами токсичного шоку.
Ентеротоксин стафілокока на відміну від інших екзотоксинів має стійкість до температури. Володіє ентеротоксичною дією, викликає діарею (захворювання легко зплутати з коліентеритом, дизентерією, сальмонельозом).
1 2 3 4